Техника - молодёжи 1945-01-02, страница 9

f

si

двойной кривизны V

кандидат технических наук Я. ШЕСТОПАЛ Рисунки С. ЛОДЫГИНА

Из ксторий строительной техники известно, что средневековые -и еще более древние архитекторы, не имевшие в своем распоряжении ни металлических балок, ш железобетона, создавали- тем не менее величественные сооружения. Огромные -своды древних вавилонских, ассирийских, римских и византийских храмов делались из кирпича; и камня. Купол Пантеона? ш Риме имел 45 метров б диаметре. Средневековые сооружения в Англии, Италии и Франции тоже увенчивались каменными куполами, составленными из тысяч; кусков.

Великий Галилей писал, что «природа ■говорит языком математики; буквы этого языка — круги, треугольники и иные математические фигуры*. «Язык математики» роможет понять нам й то, каким образом веками и тысячелетиями удерживаются в воздухе многотонные своды, составленные из отдельных кирпичей, едва скрепленных известкой. Парадоксальность ответа m этот вопрос заключается в том, что свод держится именно потому, что падает.

Предположим, что по прямой? линии между двумя стенами здания 20 метров и что этот <пролет заполнен при помощи временных опор 100 камнями. Едва только будут убраны эти опоры, как •все 100 камней рухнут под? собственной тяжестью. -Но допустим, что с помощью тех же опор между стенами уложено в один, ряд не 100, а 200 камней. Это можно сделать, только расположив камни по дуге, то есть построив из них свод. При устранении опор эти 200 камней тоже начнут падать, но, чтобы обрушиться всем одновременно, им необходим пролет в 40 метров. Между стенами же проход вдвое меньше, я, стремясь упасть* все сразу, камня tm-чйнают сильно сжимать друг друга, превращая мозаичный свод © монолитное сооружение. Падающие, но не могущие упасть камни повисают в воздухе, удерживая самих себя. Сводчатое перекрытие не рухнет до тех пор, пока» стены здания в состоянии выдерживать тяжесть опирающихся на «их сводов.

Но в отом-то к коренился основной недостаток древних сооружений. Каменные своды был<и очень тяжелыми е требовал^ {прочных опор* Прочность &ке стен могла быть достигнута только увеличением >их толщины, ш поэтому, чем больше был пролет здания, тем толще оказывались стены храма или церкви. Сооружение больших зданий поглощало

огромное количество времени, труда и-строительных* материалов. Подобные -стройки не могли быть многочисленными. Поэтому, когда в XIX веке развитие промышленности потребовало постройки сотен и тысяч помещений для заводских цехов и привело к быстрому росту городов, архитекторы обратились от каменных сводов к плоским перекрытиям, использовав для их постройки появившиеся к этому времени металли-

В развалинах старинных зданий пара-жает толщина стен, на которые опирались своды»

ческие балки в железобетон. Древние своды сохранились только в церковном ® частично в театральном строительстве.

Новые перекрытия были гораздо легче каменных. Так, если каменный свод дает нагрузку в 460 килограммов «а каждый квадратный метр, то плоское железобетонное перекрытие — 300 килограммов, а металлическое — уже только 200—250 килограммов.

В сводах двойной кривизны длинные арки упираются в стены и, в свою очередь, служат опарой для перпендикулярных к ним легких кирпичных перекрытий.

Прочность железных балок и сплошного железобетонного перекрытия была такова-, что облегченные потолка новых зданий не требовали шдпорок даже в том случае, если пролет между стенами измерялся десятками метров.

Преимущества металлических ft железобетонных перекрытий перед каменными несомненны, но война требует строжайшей экономив (металла-. В»' состав бетона входит цемент, который тоже относится к важнейшим видам стратеги, ческого сырья. Но война- вызывает тс жизни к постройку множества' -новых заводских зданий с большими пролетами. В поисках выхода из противоречия между требованиями быстрого и дешевого строительства w экономик металла и бетона архитекторы вновь вернулись к сооружению каменных сводов. Однако такой возврат совершился не сразу. На оервом этапе своды стали сооружать не (из камня, а из железобетона.

Еще во время- первой мировой» войны появились железобетонные своды. Оказалось, что если построить из железобетона не плоское, а сводчатое перекрытие, то, против ожидания, строительных материалов потребуется гораздо меньше, хотя длина свода всегда бывает больше длины плоского перекрытая. Объясняется это тем, что железобетонный свод, как и всякий свод, «сам себя держит», и толщина его может быть значительно уменьшена по сравнению с толщиной плоской «рыши. Таким образом, возрождение древних форм архитектуры! было не простым копированием отживших образцов, а подлинным прогрессом строительной техники.

В 1916 году во Франции, близ Парижа, по проекту инженера Фрейссине был построен? ангар с пролетом свыше 50 метров ш толщиной железобетонного свода всего в (5 сантиметров. Позднее у «ас был построен купол Новосибирского театра такой же толщины. Тонкими железобетонными «сводами стали перекрывать заводские здания.

Сводчатые железобетонные перекрытия получили название сводов-оболочек. Советскими и иностранными учеными была разработана теория расчета таких перекрытий, утверждающая, что в железобетонном своде работает, то есть сопротивляется силе тяжести, стремящейся его обрушить, сразу все сечение свода, а» не отдельные его точкн обособленно друг от округа.

Этот вывод теоряя о совместной ра

7